Page 42 - 《橡塑技术与装备》2019年2期（1月下半月塑料版）
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橡塑技术与装备（塑料）                            CHINA RUBBER/PLASTICS  TECHNOLOGY  AND EQUIPMENT (PLASTICS)

             2.2.1.2 废弃塑料超临界流体法制取高分子                           2.2.1.4 废旧生物塑料催化回收高分子单体
             单体绿色高值化解决方案的持续创新                                  绿色高值解决方案的持续创新
                 超临界流体具有十分独特的物理化学性质，它的                             废旧生物塑料的回收利用已引起科技界的重视，
             密度接近于液体，黏度接近于气体，扩散系数大、黏                           国际上有关研究已悄然兴起，并已取得了一定的成果，
             度小、介电常数大，分离效果好。近年来超临界流体                           国内还未放到研究日程上。
             法也越来越多地应用于解聚缩聚型高分子材料，回收                               生物塑料自降解的环保优势运用于塑料包装行业
             其单体，效果远优于通常的溶剂解。                                  越来越广，特别在快递领域得到迅速推广。
                 超临界流体进行废弃塑料的化学回收是的环境友                             生物塑料制造过程也消耗了能源，单纯的作为垃
             好工艺，具有其它回收方法无可比拟的优越性。它能                           圾自降解，虽然解决了石油基塑料包装的污染问题，
             快速、高效地分解废旧塑料，可循环回收或作为燃料                           但同时应看到，废弃生物塑料得不到循环利用，浪费
             使用，并能克服传统回收工艺反应速率慢、易造成二                           了原料制造过程消耗的能源，这些能源产生的价值得
             次污染的缺点，能较好避免热解碳化现象的发生，兼                           不到循环利用，意味着浪费能源，随之间接地增加了
             具经济、环保的优点，因此得到广泛的研究和应用。                           环境污染。
             近年来超临界水法也越来越多地应用于解聚缩聚型高                               目前，废旧生物塑料回收利用高值化的绿色解决
             分子材料，回收其单体，效果远优于通常的溶剂分解。                          方案集中在催化回收高分子单体的领域。
                 PET、PA、PE 等含有可水解或醇解的基团的包                              Eugene Y.-X.  Chen  教授团队对生物塑料降解
             装材料，可进行介质回收单体化合物。日本 T.Sako                        为原始单体研究有了新的进展，他们设计了一种在  α
             等人利用超临界流体分解回收废旧聚酯 (PET)、玻璃                        和  β  位具有反式环稠合的 γ- 丁内酯衍生物作为单
             纤维增强塑料 (FRP) 和聚酰胺 / 聚乙烯复合膜。他们                     体，使用极少量的催化剂，可在室温、无溶剂条件下
             采用超临界甲醇回收 PET，在 400℃、 40 MPa 条件下，                 高效地发生聚合反应。生成的高分子量聚合物具有良
             不需要催化剂，5  min 分解率达到 98% 的单体回收，                    好的热稳定性和结晶性，并且同样可以热解或化学法
             随着反应时间的增加，PET 达到完全分解。他们还用                         降解为原始单体，如此聚合 - 降解过程还可反复多
             亚临界水回收处理 PA6/PE 复合膜，使 PA6 水解成单                    次。在镧系配合物（La1）催化下，该单体分子在室
             体己内酰胺，回收率大于 70%~80%。                              温下即可完成开环聚合反应，可实现大于  80% 的转化
                 目前超临界技术仅用于少数几个品种的分解回                          率，被分解为纯净的单体，可以实现完美的回收利用。
             收，而且未达到工业化应用的水平。                                  为了减少回收过程中的能量消耗，研究者还发现在
             2.2.1.3 单体可无限循环回收催化剂绿色高                           120℃条件下，使用催化量的  ZnCl 2   盐也可以实现所
             值化解决方案的持续创新                                       得线性和环状聚合物的化学分解，得到高纯度的单体。
                 普通塑料会随着循环使用次数增加，性能下降，                         为了证实“单体 - 聚合物 - 单体”的循环可以多次进
             使用价值逐步降低。组成塑料的单体不会变化，所以                           行，研究者使用将聚合物高效率化学分解之后得到的
             不管塑料循环使用多少次，只要把单体分离出来，就                           单体（分离收率达  97%），没有纯化直接进行  Zn1  催
             能再次合成塑料，实现塑料寿命的永续化。                               化的聚合反应，再一次以高转化率（85%）得到了高
                 科罗拉多州立大学的研究人员发明出了一种化学                         质量的聚合物（Đ=1.02）。循环进行了三次，每次的
             回收法，可将塑料分解成“积木”，将其净化后再次转                          单体回收率都很好（分离收率达  96%~97%），再次聚
             化为塑料。Jian-Bo  Zhu 博士及其同事对现有的塑料                    合的转化率以及聚合物产物的质量都没有明显的下降。
             进行了改进。他们最终确定了 2 种催化剂，可以高效                             科罗拉多州立大学（CSU）的华裔化学家 Eugene
             地将废塑料分解单体，其中约有 85% 的单体可以重复                        Y.-X.  Chen  教 授，2015  年底，他们在  Nature
             使用，再次合成塑料。该方法实现使用过的塑料可以                           Chemistry  上发表了令人惊喜的研究成果 —— 真正化
             无限循环使用，而不会对其性能产生有害影响。此举                           学意义上 “ 可回收 ” 的生物塑料。使用生物质衍生化
             打开了新世界的大门，使用寿命结束后的塑料不再被                           合物  γ- 丁内酯（GBL）为单体，在镧（La）金属催
             视为废物，而是成为了可制造高价值产品与原生塑料                           化剂存在和低温条件下实现单体的开环聚合，得到了
             的原材料。                                             线形与环状两种聚合产物，最高转化率高达  90%。更

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